内容正文:
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第2课时 氧化剂和还原剂
基础过关练
题组一 氧化剂与还原剂的判断
1.[2026广东湛江期中]已知正常血红蛋白(Hb)中的铁元素呈+2价,高铁血红蛋白中的铁元素呈+3价。亚甲蓝可用于治疗亚硝酸钠(NaNO2)中毒引起的高铁血红蛋白血症。根据上述材料,下列说法中正确的是 ( )
A.中毒过程中,NaNO2作还原剂
B.中毒过程中,NaNO2中N元素化合价升高
C.治疗过程中,亚甲蓝作还原剂
D.治疗过程中,亚甲蓝得到电子
2.[2026湖北黄石期中]下列反应属于氧化还原反应且水作氧化剂的是 ( )
A.铁与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
B.氧化钙与水反应:CaO+H2O Ca(OH)2
C.氨气与水反应:NH3+H2O NH3·H2O
D.过氧化钠与水反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑
3.[2025山东淄博期中]对于反应3Cl2+6NaOH(浓) 5NaCl+NaClO3+3H2O,下列叙述正确的是 ( )
A.Cl2既是氧化剂又是还原剂
B.被氧化的氯原子和被还原的氯原子的质量之比为5∶1
C.该反应是复分解反应
D.氧化剂的得电子数与还原剂的失电子数之比为1∶5
题组二 物质的氧化性、还原性强弱比较
4.[2026广东惠州期中]在溶液中发生如下反应: ①16H++10Z-+2X 2X2++5Z2+8H2O; ②2A2++B2 2A3++2B-;③2B-+Z2 B2+2Z-。由此推断下列说法不正确的是 ( )
A.氧化性由强到弱的顺序是X>Z2>B2>A3+
B.物质 B2在反应②中是氧化剂,在反应③中是氧化产物
C.能发生反应2A3++2Z- Z2+2A2+
D.反应①中2个X参与反应转移10个电子
5.[2025天津实验中学月考]已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。据此推断,下列反应在水溶液中不可能发生的是 ( )
A.Co2O3+6HCl 2CoCl2+Cl2↑+3H2O
B.3Cl2+6FeI2 2FeCl3+4FeI3
C.Cl2+2FeCl2 2FeCl3
D.2Fe3++2I- 2Fe2++I2
6.[2026辽宁点石联考]实验室制备氯气的原理如下:
反应1:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应需加热才能进行;
反应2:2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,该反应无需加热即可较快进行。
下列说法错误的是 ( )
A.KMnO4的氧化性大于MnO2
B.反应1中HCl体现了酸性和还原性
C.反应2中氧化剂与还原剂个数之比为1∶8
D.离子组“H+、K+、Mn、Cl-”在溶液中不能大量共存
题组三 氧化还原反应的配平
7.配平下列方程式。
① Na+ H2O NaOH+ H2↑
② Cu+ HNO3(稀) Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O
③ Mn+ H++ Cl- Mn2++ Cl2↑+ H2O
④ S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O
⑤ P4+ NaOH+ H2O PH3↑+ NaH2PO2
能力提升练
题组一 氧化还原反应相关概念的分析与判断
1.[2026河北石家庄期中]已知K2Cr2O7+14HCl(浓) 2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,则下列说法中正确的是 ( )
A.Cl2既是氧化产物又是还原产物
B.氧化剂与还原剂的个数之比为1∶14
C.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
D.生成3个Cl2时,该反应转移6个电子
2.[2025北京师大附中期中]依据下列实验操作及现象,可以得出H2O2在反应中只体现还原性这一结论的是 ( )
选项
操作
现象
A
向H2O2溶液中通入H2S
产生黄色沉淀(黄色沉淀为硫单质)
B
向H2O2溶液中加入酸性高锰酸钾溶液
溶液褪色,产生气泡
C
向H2O2溶液中加入KI-淀粉溶液
溶液变成蓝色(I2能使淀粉溶液变蓝)
D
向H2O2溶液中加入MnO2
产生能使带火星的木条复燃的气体
题组二 氧化性、还原性强弱的判断及应用
3.[2026广西师大附中期中]如图横坐标、纵坐标分别表示一定条件下氧化剂的氧化性、还原剂的还原性由弱到强的变化,1、2、3点表示横、纵坐标对应微粒在水溶液中的反应及其产物。下列说法正确的是 ( )
A.反应1中SO2表现氧化性
B.反应2的离子方程式为Fe3++2I- Fe2++I2
C.反应3的产物a是ClO-
D.由图可推得Cl2能氧化I-、SO2
4.[2025河北石家庄二中期中]在稀硫酸中发生反应的几种离子的转化关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.Mn3+在反应1和反应2中分别为氧化产物和氧化剂
B.反应3中Fe3+得电子,体现氧化性
C.还原性由强到弱的顺序为Ce3+>Mn2+>Fe2+>I-
D.从氧化还原反应角度推测可能会发生反应:2Mn3++2I- I2+2Mn2+
5.[2026四川成都树德中学月考]为探究铜与H2O2的反应,实验如下:
下列说法正确的是 ( )
A.实验①证明Cu无还原性
B.实验②中少量的无色气体是H2
C.对比实验①和②,说明H+的氧化性强于Na+
D.已知M为铜的氧化物,6 g M在惰性氛围加热分解,得5 g黑色氧化物N,则M为CuO2
题组三 氧化还原反应相关计算
6.[2026浙江强基联盟联考]高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的离子方程式为ClO-+Fe3++OH- Fe+Cl-+H2O(未配平),下列说法不正确的是 ( )
A.该条件下氧化性:ClO->Fe
B.离子方程式配平后OH-的化学计量数是10,H2O的化学计量数是5
C.氧化产物和还原产物个数之比为3∶2
D.每转移12个电子生成10个H2O分子
7.[2025河南许昌一中开学考]已知氯气和NaOH溶液在一定温度下能发生反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O。某温度下,将氯气通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,经测定ClO-与Cl的个数之比为1∶3,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数之比为 ( )
A.21∶5 B.11∶3 C.3∶1 D.4∶1
题组四 氧化还原反应知识的综合应用
8.[2026湖北武汉实验中学月考]已知:①向蓝色的VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由蓝色变为淡黄色(V);②向(VO2)2SO4溶液中滴加浓盐酸产生黄绿色气体(Cl2),溶液变蓝;③2FeI2+3Cl2(足量) 2FeCl3+2I2。下列说法错误的是 ( )
A.①中还原剂与氧化剂的化学计量数之比为5∶1
B.由①、②可知,酸性条件下氧化性:Mn>V>Cl2
C.②中每生成1个Cl2分子,转移2个电子
D.向酸性(VO2)2SO4溶液中滴加少量FeI2溶液,发生的反应为Fe2++V+2H+ Fe3++VO2++H2O
9.[2026山东日照期中]取一定量的硫酸酸化的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次加入下列物质,对应现象如表所示:
步骤1
步骤2
步骤3
试剂
适量NaBiO3固体
过量的H2O2溶液
适量KI-淀粉混合液
实验
现象
溶液呈紫色
紫色消失,产生气泡
现象A
已知:①铋(Bi)元素价态为+3时较稳定,Bi3+无色。
②铋酸钠固体(NaBiO3)无色,常温下难溶于水。
③淀粉溶液遇到I2变成蓝色。
(1)步骤1的氧化产物为 (填离子符号),参加反应的氧化剂和还原剂的个数比为 。
(2)请写出步骤2发生反应的离子方程式: 。
(3)步骤2中过量的H2O2可以氧化KI,则步骤3对应的现象A为 。
(4)由上述现象可得NaBiO3、H2O2、Mn、I2的氧化性由强到弱的顺序为 。根据上述结论,请写出NaBiO3固体与KI溶液在酸性条件下反应的离子方程式: 。
创新题型
创新点 利用标准电极电势判断反应能否发生
10.[2025湖北高考协作体联考]化学上常用标准电极电势φ(氧化型/还原型)比较物质氧化能力的大小。φ越高,氧化型的氧化能力越强。利用表格所给的数据进行分析,下列说法错误的是 ( )
氧化型/
还原型
φ(Co3+/
Co2+)
φ(Fe3+/
Fe2+)
φ(Cl2/
Cl-)
酸性介质
1.84 V
0.77 V
1.36 V
氧化型/
还原型
φ[Co(OH)3/
Co(OH)2]
φ[Fe(OH)3/
Fe(OH)2]
φ(ClO-/
Cl-)
碱性介质
0.17 V
-0.56 V
0.89 V
A.已知Co3O4中含有2个Co(Ⅲ)、1个Co(Ⅱ),Co3O4与浓盐酸可发生反应:Co3O4+8HCl(浓) 3CoCl2+Cl2↑+4H2O
B.已知Fe3O4中含有2个Fe(Ⅲ)、1个Fe(Ⅱ),Fe3O4与浓盐酸发生反应:Fe3O4+8HCl(浓) FeCl2+2FeCl3+4H2O
C.碱性条件下可发生反应:2Co(OH)2+NaClO+H2O 2Co(OH)3+NaCl
D.在等浓度的Co2+、Fe2+、Cl-的混合液中,还原性:Co2+>Cl->Fe2+
答案与分层梯度式解析
第1章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第2课时 氧化剂和还原剂
基础过关练
1.C 中毒过程中,NaNO2把血红蛋白中+2价铁氧化为+3价,作氧化剂,A错误;NaNO2中N的化合价为+3价,中毒过程中NaNO2作氧化剂,其中N元素的化合价应降低,B错误;治疗过程中,亚甲蓝将+3价的Fe还原为+2价,自身被氧化,作还原剂,C正确;治疗过程中,亚甲蓝作还原剂,失去电子,D错误。
方法指导 化合价变化、得失电子、反应类型的关系
“升、失、氧”:元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应。
“降、得、还”:元素化合价降低,得到电子,发生还原反应。
2.A A项,该反应中H2O中H由+1价变为0价,H2O为氧化剂,符合题意;B、C项,两反应均不是氧化还原反应,不符合题意;D项,该反应中Na2O2中O的化合价由-1价分别变为0价和-2价,H2O中各元素化合价不变,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,不符合题意。
3.A 反应3Cl2+6NaOH(浓) 5NaCl+NaClO3+3H2O中,部分Cl元素化合价升高,部分Cl元素化合价降低,故Cl2既是氧化剂又是还原剂,A正确;化合价升高的氯元素被氧化,化合价降低的氯元素被还原,故被氧化的氯原子和被还原的氯原子的质量之比为1∶5,B错误;复分解反应的反应物和生成物都是化合物(破题关键),该反应中有单质参与反应,不属于复分解反应,C错误;氧化还原反应中氧化剂得电子数与还原剂失电子数相等(即得失电子守恒),D错误。
4.C 同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物(破题关键)。由反应①可知,X的氧化性强于Z2;由反应②可知,B2的氧化性强于A3+;由反应③可知,Z2的氧化性强于B2,则氧化性由强到弱的顺序是X>Z2>B2>A3+,A正确。在反应②中B元素的化合价降低,B2是氧化剂,在反应③中B元素的化合价升高,B2是氧化产物,B正确。若反应2A3++2Z- Z2+2A2+能发生,则氧化性:A3+>Z2,与实际不符,C错误。反应①中X中X元素化合价由+7价降为+2价,1个X参与反应转移5个电子,则2个X参与反应转移10个电子,D正确。
5.B 氧化性:Co2O3>Cl2,Co2O3+6HCl 2CoCl2+Cl2↑+3H2O在水溶液中能够发生,A不符合题意;氧化性:Cl2>FeCl3>I2,所以Cl2先氧化I-,再氧化Fe2+,B项所给反应不能在水溶液中发生,B符合题意;氧化性:Cl2>FeCl3,Cl2+2FeCl2 2FeCl3在水溶液中能够发生,C不符合题意;氧化性:FeCl3>I2,2Fe3++2I- 2Fe2++I2在水溶液中能够发生,D不符合题意。
6.C KMnO4作为强氧化剂,在常温下即可与浓盐酸反应,而MnO2需加热才能与浓盐酸反应,说明KMnO4的氧化性更强,A正确。反应1中,一部分HCl中的Cl元素化合价升高,被氧化,HCl作还原剂,体现还原性;另一部分HCl中的Cl元素化合价不变,生成MnCl2,体现了HCl的酸性,B正确。反应2中,KMnO4是氧化剂,一部分HCl是还原剂,2个 KMnO4(氧化剂)对应10 个 HCl(还原剂),氧化剂与还原剂个数之比为1∶5,C错误。由反应2可知H+、Mn、Cl-在溶液中会发生氧化还原反应生成Cl2,不能大量共存,D正确。
7.答案 ①2 2 2 1 ②3 8 3 2 4
③2 16 10 2 5 8 ④3 6 2 1 3
⑤1 3 3 1 3
解析 氧化还原反应的化学方程式的配平遵循得失电子守恒和原子守恒。氧化还原反应的离子方程式的配平遵循得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,一般包括标价态、列变化、求总数、配化学计量数、查守恒五个步骤。
以③为例:
第一步:标价态
++ +↑+
Mn元素由+7价变为+2价,Cl元素由-1价变为0价,H、O元素化合价未发生变化。
第二步:列变化
2 l2
第三步:求总数
得失电子数的最小公倍数为10,可暂定得失电子总数均为10,根据得失电子守恒得出氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物的化学计量数关系为2Mn~10Cl-~2Mn2+~5Cl2。
第四步:配化学计量数
根据反应前后原子守恒、电荷守恒配平其他物质,可得离子方程式为2Mn+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
第五步:查守恒
检查得到的离子方程式反应前后原子数、电荷数是否守恒,得失电子总数是否相等。
能力提升练
1.D Cl2中的Cl来自HCl中被氧化的Cl,Cl2仅为氧化产物,A错误;氧化剂为K2Cr2O7(1个),还原剂为被氧化的HCl(6个),二者个数之比为1∶6,B错误;HCl中一部分Cl-生成Cl2,体现还原性,另一部分Cl-进入盐中,体现酸性,C错误;每生成1个Cl2转移2个电子,生成3个Cl2时转移6个电子,D正确。
2.B 产生黄色沉淀说明H2S被氧化为硫单质,H2O2体现氧化性,A不符合题意;溶液褪色说明高锰酸钾被还原,过氧化氢中氧元素化合价升高生成O2,在该反应中H2O2只体现还原性,B符合题意;溶液变成蓝色,说明碘离子被过氧化氢氧化为碘单质,H2O2体现氧化性,C不符合题意;H2O2溶液中加入MnO2,MnO2为催化剂,H2O2中部分氧元素化合价降低生成水、部分氧元素化合价升高生成氧气,H2O2体现氧化性和还原性,D不符合题意。
3.D 由题图可知反应1中SO2转化为S,SO2表现还原性,A错误;题给离子方程式电荷不守恒,应为2Fe3++2I- 2Fe2++I2,B错误;由题图可知反应3中Fe2+被氧化为Fe3+,Fe元素化合价升高,则Cl2中Cl元素化合价应降低,故产物a是Cl-,C错误;由题图可知氧化性:Cl2>Fe3+>I2,Fe3+可氧化I-,I2可氧化SO2,则Cl2能氧化I-、SO2,D正确。
4.C 反应1:Ce4++Mn2+ Ce3++Mn3+,反应2:Mn3++Fe2+ Mn2++Fe3+,反应3:2Fe3++2I- 2Fe2++I2。反应1中,Mn2+为还原剂,Mn3+为氧化产物,反应2中,Mn3+是氧化剂,A正确;反应3中,Fe3+转化为Fe2+,得电子,Fe3+体现氧化性,B正确;在同一个氧化还原反应中,还原性:还原剂>还原产物,则还原性Ce3+<Mn2+<Fe2+<I-,C错误;因为还原性Mn2+<I-,所以从氧化还原反应角度推测,可能会发生反应:2Mn3++2I- I2+2Mn2+,D正确。
5.D 实验①中无明显现象,说明Cu未反应;实验②中加入稀硫酸,Cu与H2O2在酸性条件下反应,溶液变蓝说明生成Cu2+,H2O2作氧化剂,同时H2O2在Cu2+催化下分解产生O2(无色气体)。
实验①仅说明该条件下Cu未发生反应,不能证明Cu无还原性,A错误;实验②中产生的无色气体为O2,B错误;实验①(含Na+)无明显现象,实验②(含H+)反应,说明H+增强了H2O2的氧化性,而非H+直接氧化Cu,不能说明H+的氧化性强于Na+,C错误;M为铜的氧化物,加热分解生成黑色氧化物N,则N应为CuO,5 g CuO中含Cu的质量为4 g,则M中含O的质量为(6-4)g=2 g,M中Cu和O的原子个数之比为1∶2,化学式为CuO2,D正确。
6.C ClO-是氧化剂,Fe是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物,因此氧化性:ClO->Fe,A正确;配平后离子反应为3ClO-+2Fe3++10OH- 2Fe+3Cl-+5H2O,故OH-的化学计量数是10,H2O的化学计量数是5,B正确;氧化产物为Fe,还原产物为Cl-,二者个数之比为2∶3,C错误;由离子方程式可知,每转移6个电子生成5个H2O分子,因此转移12 个电子时生成10 个H2O分子,D正确。
7.D ClO-与Cl的个数之比为1∶3,设反应生成1个ClO-,3个Cl,生成ClO-时,Cl由0价升高到+1价,失去1个电子,生成Cl时,Cl由0价升高到+5价,失去5个电子,发生氧化反应时Cl原子一共失去16个电子;由题给反应知,还原产物为Cl-,生成Cl-时,Cl由0价降低到-1价,得到1个电子,根据得失电子守恒知,生成1个ClO-、3个Cl的同时生成16个Cl-,所以被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数之比为16∶4=4∶1。
8.D ①中,向蓝色的VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由蓝色变为淡黄色(V),反应的离子方程式为5VO2++Mn+H2O 5V+Mn2++2H+,还原剂VOSO4与氧化剂KMnO4的化学计量数之比为5∶1,A正确。向(VO2)2SO4溶液中滴加浓盐酸产生黄绿色气体(Cl2),溶液变蓝,则又生成了VOSO4,反应的离子方程式为2V+2Cl-+4H+ 2VO2++Cl2↑+2H2O;由①中离子方程式可知氧化性:Mn>V,由②中离子方程式可知氧化性:V>Cl2,则氧化性:Mn>V>Cl2,B正确。②中发生反应:2V+2Cl-+4H+ 2VO2++Cl2↑+2H2O,每生成1个Cl2分子需转移2 个电子,C正确。因氧化性:V>Cl2,所以V也能把少量的FeI2氧化成Fe3+和I2,发生反应:3V+Fe2++2I-+6H+ 3VO2++Fe3++I2+3H2O,D错误。
9.答案 (1)Mn 5∶2
(2)2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O
(3)溶液变成蓝色
(4)NaBiO3>Mn>H2O2>I2 NaBiO3+2I-+6H+ Na++I2+Bi3++3H2O
解析 (1)NaBiO3中Na元素为+1价,O元素为-2价,则Bi元素的化合价为+5价,步骤1中NaBiO3将Mn2+氧化为Mn,则氧化产物为Mn,NaBiO3中Bi元素由+5价降低为+3价,为氧化剂,硫酸锰(MnSO4)中Mn元素由+2价升高为+7价,为还原剂,结合得失电子守恒,参加反应的氧化剂和还原剂的个数比为5∶2。
(2)步骤2中,酸性条件下,Mn与过氧化氢发生氧化还原反应生成Mn2+、O2和H2O,反应的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O。
(3)步骤3中,酸性条件下,过氧化氢与碘离子发生氧化还原反应生成单质碘和水,淀粉溶液遇到I2变成蓝色,则现象为溶液变成蓝色。
(4)根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由步骤1可知,氧化性:NaBiO3>Mn,由步骤2可知,氧化性:Mn>H2O2,由步骤3可知,氧化性:H2O2>I2,则NaBiO3、H2O2、Mn、I2的氧化性由强到弱的顺序为NaBiO3>Mn>H2O2>I2;酸性条件下,铋酸钠可以将碘离子氧化为单质碘,本身被还原为Bi3+,反应的离子方程式为NaBiO3+2I-+6H+ Na++I2+Bi3++3H2O。
10.D φ越高,氧化型的氧化能力越强(破题关键),根据题表中的数据可知,在酸性条件下氧化性:Co3+>Cl2>Fe3+,在碱性条件下氧化性:ClO->Co(OH)3>Fe(OH)3。酸性条件下氧化性:Co3+>Cl2,Co3O4与浓盐酸发生反应生成CoCl2、Cl2和H2O,A正确;氧化性:Cl2>Fe3+,Fe3+不能将Cl-氧化,Fe3O4与浓盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O,B正确;碱性条件下氧化性:ClO->Co(OH)3,说明NaClO可以将Co(OH)2氧化成Co(OH)3,C正确;酸性条件下氧化性:Co3+>Cl2>Fe3+,所以还原性:Co2+<Cl-<Fe2+,D错误。
方法指导 本题的核心是利用标准电极电势判断氧化还原反应的方向,核心规律为:①提取关键信息“φ越高,氧化型的氧化能力越强”;②自发的氧化还原反应满足:氧化性强的物质 + 还原性强的物质 → 氧化性弱的物质 + 还原性弱的物质(即 “强氧化剂制弱氧化剂,强还原剂制弱还原剂”)。
7
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